پایش روند تغییرات ارتفاعی سطح زمین در شهرکرمان و تعیین مناطق پرخطر با استفاده از تصاویر راداری ASAR و SENTINEL 1

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 10، دوره 8، شماره 2 - شماره پیاپی 30، تیر 1398، صفحه 167-182   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v0i0.77132

نویسندگان

علی مهرابی^{* 1}؛ حسین غضنفرپور²

¹شهید باهنر کرمان

²دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

تغییرات ارتفاعی رخداده در سطح زمین که غالباً به‌صورت فرونشست و گاهی بالاآمدگی ظاهر می­شود، به‌عنوان یک مخاطره خاموش ولی جدی در محدوده شهر­ها به‌حساب می­آید، که می­تواند به‌مرورزمان صدمات جدی به تأسیسات شهری وارد سازد. به دلیل تغییرات رخداده در سطح آب­های زیرزمینی شهر کرمان، پدیده فرونشست و بالاآمدگی با شدت زیادی در این محدوده وجود دارد که می­تواند خسارات جبران­ناپذیری به شهر وارد نماید و هدف تحقیق پایش این تغییرات است. در این تحقیق سعی شده است که با استفاده از تکنیک تداخل­سنجی تصاویر راداری میزان تغییرات ارتفاعی رخداده در محدوده شهر کرمان بررسی و نحوه تغییرات مکانی آن در طول 14 سال اخیر مورد پایش قرار گیرد. در این راستا از 6 تصویر از سنجنده ASAR و 2 تصویر از سنجنده SENTINEL1  مربوط به چهار دوره زمانی، استفاده شد و با انجام تکنیک تداخل­سنجی، چهار تداخل­نگاشت از محدوده مورد مطالعه تهیه گردید. با مطالعه تداخل­نگاشت­ها، نرخ و دامنه فرونشست و بالاآمدگی استخراج گردید. بر این اساس حداکثر نرخ فرونشست و بالاآمدگی در چهار دوره زمانی مربوط به سال­های 1386 - 1383، 1389- 1386، 1391-1389و 1396-1393، به ترتیب 3/7، 6/7، 9 و 6/10 سانتیمتر در سال فرونشست و 6، 6/6، 5 و 6/4 سانتیمتر در سال بالاآمدگی بوده است. استخراج عرصه در معرض مخاطره نشان داد از مجموع مساحت محدوده در حدود 43 درصد در پهنه­های پرخطر تا نسبتاً پرخطر قرار دارد. شواهد میدانی نشان می­دهد که علاوه بر محدوده­های فرونشستی، در مناطق با نرخ تورم و بالاآمدگی زیاد نیز آثار و شواهد خسارات به ساختمان­ها به‌وضوح دیده می­شود. نقشه­های جابجایی ایجاد شده نشان می­دهد که سطح زمین در شهر کرمان از سال 1383 تاکنون دچار یک روند فرونشست فزاینده­ای شده است به‌طوری‌که علاوه بر افزایش نرخ فرونشست، محدوده­های بیشتری از شهر درگیر آن شده است.

کلیدواژه‌ها

فرونشست زمین؛ تداخل‌سنجی راداری؛ ASAR؛ SENTINEL 1؛ شهر کرمان

مراجع

امینی زاده بزنجانی، محمدرضا ؛ آقاملایی، ایمان؛ لشکری پور، غلامرضا؛ غفوری، محمد؛ بهرامی، محمد؛ 1395. بررسی تأثیر محیط رسوبی بر خواص مهندس خاک‌های شهر کرمان با توجه به رفتار مقاومتی آن‌ها. نشریه زمین شناسی مهندسی. جلد دهم. شمارۀ 1. صص. 3245-3270.

آقاملایی، ایمان؛ لشکری پور، غلامرضا؛ غفوری، محمد؛ حافظی مقدس، ناصر؛ 1396. بررسی اثرات بالا امدگی و پیش بینی نوسانات سطح آب زیرزمینی ناشی از توسعه شبکه جمع آوری فاضلاب در شهر کرمان. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب. سال هشتم. شماره سی‌ام. صص. 140-157.

تورانی، مرجان؛ آقاتابای، مریم؛ روستایی، مه‌آسا؛ 1397. مطالعۀ فرونشست در غرب استان گلستان با استفاده از روش تداخل سنجی راداری. مجله آمایش جغرافیایی فضا. سال هشتم. شماره بیست و هفتم. صص. 117-128.

جنت، کبری؛ قاضی فرد، اکبر؛ 1388. بررسی ویژگی‌ها و علل فرونشست در دشت گلپایگان با استفاده از تداخل-سنجی رادار و GIS. نخستین کنفرانس آب‌های زیرزمینی. صص. 1-9

حاجب، زهرا؛ موسوی، زهرا؛ معصومی، زهره؛ رضایی، ابوالفضل؛ 1397. بررسی فرونشست دشت قم با استفاده ازتداخل سنجی راداری. مجموعه مقالات هجدهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران. صص. ٣٥٢-355.

حشمی، شیما؛ المدرسی، سید علی؛ 1394. مدل‌سازی فرونشست دشت نیشابور با استفاده از سری‌های زمانی و تکنیک DINSAR. جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی 57(1). صص.67-84.

شریفی کیا، محمد؛ مال امیری، نعمت؛ شایان، سیاوش؛ 1392. سنجش میزان آسیب‌پذیری بافت‌های شهری در برابر مخاطره فرونشست زمین مطالعه موردی (بخشی از جنوب شهر تهران). جغرافیا و مخاطرات محیطی. شماره پنجم. صص. 91-106.

شریفی کیا، محمد؛ 1391. تعیین میزان و دامنه فرونشست زمین به کمک روش تداخل سنجی راداری در دشت نوق- بهرمان. مجله مدرس علوم انسانی- برنامه ریزی و آمایش فضا. 16(3). صص. 34-42.

صالحی، رضا؛ غفوری، محمد؛ لشکری پور، غلام رضا؛ دهقانی، محمد؛ 1392. بررسی فرونشست دشت مهیار جنوبی با استفاده از روش تداخل سنجی راداری. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب. سال سوم. شماره 11. صص. 47 -57.

عباس نژاد، احمد؛ 1383. حفره فروکش کارستی در اختیارآباد شمال باختری کرمان. نشریه علوم زمین. سال یازدهم. شماره 51. صص. 28-35.

عباس نژاد، احمد؛ حسن زاده، رضا؛ 1385. ارزیابی خطر نشست و تورم زمین در شهر کرمان با استفاده از GIS. بیست و پنجمین گردهمایی علوم زمین. صص. 1-7.

کریمی، مرتضی؛ قنبری، علی اصغر؛ امیری، شهرام؛ 1392. سنجش خطرپذیری سکونتگاه‌های شهری از پدیده فرونشست زمین مطالعه موردی: منطقه 18 شهر تهران. مجله علمی-پژوهشی برنامه‌ریزی فضایی (جغرافیا). سال سوم. شماره اول. صص. 37-56.

مهرابی، علی؛ پورخسروانی، محسن؛ 1397. اندازه گیری میزان جابجایی سطح زمین ناشی از زلزله 1383 داهوئیه (زرند) استان کرمان و شناسایی گسل عامل آن با استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی راداری. مجله پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی. دوره 7. شماره 1. صص. 61-73.

میرشاهی، فاطمه‌السادات؛ ولدان‌زوج، محمدجواد؛ دهقانی، مریم؛ هاشمی امین‌آبادی، سیدمحمد؛ 1392. اندازه گیری فرونشست سطح زمین به کمک تکنیک تداخل‌سنجی راداری با استفاده از تصاویر TerraSAR- . بیستمین همایش ملی ژئوماتیک.

یاراحمدی، جمشید؛ 1395. بررسی پدیده فرونشست زمین در دشت‌های بحرانی استان آذربایجان شرقی به روش اینترفرومتری راداری. اولین همایش بین المللی مخاطرات طبیعی و بحران‌های زیست محیطی ایران، راهکارها و چالش‌ها. تبریز.

Boni, R., Herrera, G., Meisina C., Notti, D., Bejar-Pizarro, M., Zucca, F., Gonzalez, PJ., Palano, M., Tomas, R., Fernandez, J., Fernandez- Merodo, JA., Mulas, J., Aragon, R., Guardiola-Albert, C., Mora, O., 2015. Twenty-year advanced DInSAR analysis of severe land subsidence: the Alto Guadalentı´n Basin (Spain) case study. Eng Geo, 198:40–5

Burgmann, R., Rosen, P., Fielding E., 2000. Synthetic Aperture Radar interferometry to measure Earth’s surface topography and its deformation. Annu. Rev. Earth. Planet. Sci., 28, 169– 209.

Castellazzia, P., Dominguezb, N., Martela, R., Calderheada, A., Normandc, J., Garfiasb, L., Riverada, A., 2016. Land subsidence in major cities of Central Mexico: InterpretingInSAR-derived land subsidence mapping with hydrogeological data. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 47: 102–111.

Chang, C. P., Chang, T. Y., Wang, C. T., Kue, C. H. & Chen, K. S., 2004. Land surface deformation corresponding to seasonal ground-water fluctuation, determining by SAR interferometry in the SW Taiwan. Math. Comput. Sim., 67: 351-359.

Ferretti, A., Savio, G. Barzaghi, R., Borghi, A., Musazzi, S., Novali, F., Prati, C., Rocca, F., 2007. Submillimeter Accuracy of InSAR Time Series: Experimental Validation. Geoscience and Remote Sensing. IEEE Transactions, 45, 1142-1153.

Ferretti, D., Colombo, A., Fumagalli, F., Novali, F., Rucci A., 2015. InSAR data for monitoring land subsidence: time to think. big-proc-iahs.net.

Ghazifard, A., Akbari, E., Shirani, K., Safaei, H., 2017. Evaluating land subsidence by field survey and D-InSAR technique in Damaneh City, Iran. J Arid Land, 9(5): 778–789.

Ghazifard, A., Moslehi, A., Safaei, H., Roostaei, M., 2016. Effects of groundwater withdrawal on land subsidence in Kashan Plain, Iran. Bull Eng Geol Environ, 75:1157–1168.

Hooper, M., Bekaert, D., Spaans, K., Arikan, M., 2012. Recent advances in SAR interferometry time series analysis for measuring crustal deformation. Tectonophysics, pp: 514- 517.

Jafari, F., Javadi, S., Golmohammadi, G., Karimi, N., Mohammadi, K., 2016. Numerical simulation of groundwater flow and aquifer-system compaction using simulation and InSAR technique: Saveh basin, Iran. Environ Earth Sci., 75:833.

Lanari, R., Lundgren, P., Manzo, M. & Casu, F., 2004. Satellite radar interferometry time series analysis of surface deformation for Los Angeles, California. Geophysical Research Letters, 31.

Liu, X., Wang, Y., Yan, S., 2014. Monitoring vertical ground deformation in the North China Plain using the multitrack PSInSAR technique. Chin J Geophys- Chin Edit, 57:3129–3139

Liu, X., Wang, Y., Yan, S., 2017. Ground deformation associated with exploitation of deep groundwater in Cangzhou City measured by multi-sensor synthetic aperture radar images. Environ Earth Sci., 76:6.

Lubis, AM., Sato, T., Tomiyama, N., Isezaki, N., Yamanokuchi, T., 2011. Ground subsidence in Semarang-Indonesia investigated by ALOS–PALSAR satellite SAR interferometry. J Asian Earth Sci., 40:1079–1088.

Motagh, M., Y. Djamour, T.R. Walter, H.U. Wetzel, J. Zschau and S. Arabi., 2007. Land subsidence in Mashhad Valley, northeast Iran, results from InSAR, leveling and GPS. Geophysical Journal International, 168: 518-526.

Raspini, F., 2013. Advanced interpretation of land subsidence by validati multi-interferometric SAR data: the case study of the Anthemountas basin (Northern Greece. Natural Hazards and Earth System Sciences, (23): 24-45.

Sharifikia, M., 2012. Determination of the rate and extent of earth subsidence using the radar interferometry method in Noogk-Bahreman plain. Quarterly Journal of Humanities (Space Planning), 16(3): 34 -42.

Zhao, F., 2016. Study on the Method of Multi-platform SAR Data Sets Based Ground Deformation Monitoring (Chinese) Dissertation. China University of Mining and Technology, (23)12: 123-134.